PENGARUH KONSENTRASI TEPUNG SINGKONG,

α-AMILASE, DAN GLUKOAMILASE TERHADAP

GULA PEREDUKSI PEROLEHAN BIOSIRUP

ICE 410 Penelitian

Disusun untuk memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar

sarjana di bidang Ilmu Teknik Kimia

oleh:

Joshua Jacob (6214091)

Pembimbing:

Prof. Dr. Ir. Ignatius Suharto, APU.

Kevin Cleary Wanta, S.T., M.Eng.

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

BANDUNG

2018

ii

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL : PENGARUH KONSENTRASI TEPUNG SINGKONG, α-AMILASE, DAN

GLUKOAMILASE TERHADAP GULA PEREDUKSI PEROLEHAN

BIOSIRUP

CATATAN :

Telah diperiksa dan disetujui,

Bandung 18 Januari 2018

Pembimbing 1 Pembimbing 2

Prof. Dr. Ir. Ignatius Suharto, APU. Kevin Cleary Wanta, S.T., M.Eng.

iii

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri

Universitas Katolik Parahyangan

SURAT PERNYATAAN

Saya, yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Joshua Jacob

NRP : 6214091

Dengan ini menyatakan bahwa penelitian dengan judul :

PENGARUH KONSENTRASI TEPUNG SINGKONG, α-AMILASE, DAN

GLUKOAMILASE TERHADAP GULA PEREDUKSI PEROLEHAN

BIOSIRUP

Adalah hasil pekerjaan saya, dan seluruh ide, pendapat materi dari sumber lain, telah dikutip

dengan cara penulisan referensi yang sesuai.

Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan jika pernyataan ini tidak sesuai dengan

kenyataan, maka saya bersedia menanggung sanksi sesuai peraturan yang berlaku

Bandung, 18 Januari 2018

Joshua Jacob

(6214091)

iv

LEMBAR REVISI

JUDUL : PENGARUH KONSENTRASI TEPUNG SINGKONG, α-AMILASE, DAN

GLUKOAMILASE TERHADAP GULA PEREDUKSI PEROLEHAN

BIOSIRUP

CATATAN :

Telah diperiksa dan disetujui,

Bandung 18 Januari 2018

Penguji 1 Penguji 2

YIP. Arry Miryanti, Ir., M.Si. Putri Ramadhany, S.T., M.Sc., PDEng.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas kasih, anugerah, dan pimpinan-

Nya, penulis dapat menyelesaikan Penelitian yang berjudul “Pengaruh Konsentrasi Tepung

Singkong, Dekstrin, Enzim α-Amilase, Enzim Glukoamilase Terhadap Gula Pereduksi

Perolehan Biosirup” ini dengan baik. Penulis menyadari terdapat beberapa hambatan selama

proses penyusunan proposal penelitian ini, namun penulis banyak mendapat bimbingan, saran,

pengarahan, dan bantuan informasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan

terima kasih sedalam-dalamnya kepada :

1. Prof. Dr. Ign. Suharto, APU. selaku dosen pembimbing pertama yang senantiasa

mengarahkan, membimbing dan memberikan masukan kepada penulis selama

penyusunan proposal penelitian ini.

2. Kevin Cleary Wanta, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing kedua yang juga

senantiasa mengarahkan, membimbing dan memberikan masukan kepada

penulis selama proses penyusunanproposalpenelitianini.

3. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan juga

doa kepada penulis selama proses penyusunan proposal penelitian ini.

4. Teman-teman Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas

Katolik Parahyangan yang turut memberikan dukungan dan semangat kepada

penulis selama proses penyusunan proposal penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan penelitian ini masih terdapat beberapa

kekurangan dikarenakan keterbatasan pengetahuan penulis, oleh karena itu, penulis

mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun dari para pembaca, sehingga dapat

menyempurnakan proposal penelitian ini.

Akhir kata, penulis memohon maaf sebesar-besarnya apabila terdapat kesalahan dalam

penyusunan proposal penelitian ini. Semoga proposal ini dapat berguna dan bermanfaat bagi

banyak pihak.

Bandung,10 Januari 2018

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................................................. iii

LEMBAR REVISI ........................................................................................................................ iv

KATA PENGANTAR ....................................................................................................................v

DAFTAR ISI ................................................................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ......................................................................................................................... xi

DAFTAR PERSAMAAN ........................................................................................................... xii

INTISARI ................................................................................................................................... xiii

ABSTRACT ................................................................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .......................................................................................................................1

1.2. Pembatasan Penelitian ...........................................................................................................3

1.3. Teknologi Proses .....................................................................................................................3

1.4. Tema Sentral Masalah ............................................................................................................4

1.5. Identifikasi Masalah ................................................................................................................4

1.6. Tujuan Penelitian ...................................................................................................................5

1.7. Premis Penelitian ...................................................................................................................5

1.8. Hipotesis Penelitian ................................................................................................................6

1.9. Manfaat Penelitian ..................................................................................................................6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Singkong ................................................................................................................................7

2.2. Tepung Singkong ...................................................................................................................9

2.3. Biosirup ................................................................................................................................11

2.4. Dekstrin ................................................................................................................................12

vii

2.4.1 Dextrose Equivalent .......................................................................................................... 13

2.5. Karbohidrat ..........................................................................................................................14

2.5.1 Monosakarida ..................................................................................................................... 14

2.5.1.1 Glukosa ................................................................................................................. 15

2.5.2 Disakarida ........................................................................................................................... 16

2.5.3 Polisakarida ........................................................................................................................ 16

2.5.3.1 Pati ........................................................................................................................ 17

2.5.3.1.1 Amilosa ................................................................................................ 17

2.5.3.1.2 Amilopektin ......................................................................................... 17

2.6. Hidrolisis ..............................................................................................................................18

2.6.1 Hidrolisis Asam ................................................................................................................. 19

2.6.2 Hidrolisis Enzimatik .......................................................................................................... 20

2.6.2.1 Likuifikasi ............................................................................................................ 22

2.6.2.2 Sakarifikasi ........................................................................................................... 22

2.7. Enzim ..................................................................................................................................23

2.7.1Enzim α-Amilase ................................................................................................................ 26

2.7.2Enzim Glukoamilase .......................................................................................................... 27

2.8. Analisis Biosirup .................................................................................................................27

2.5.1 Analisa HPLC ................................................................................................................... 27

2.5.1 Analisa Fisikakimia .......................................................................................................... 28

2.5.1 Analisa Organoleptik ......................................................................................................... 30

2.5.1 Analisa Proksimat ............................................................................................................. 31

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Bahan ....................................................................................................................................32

3.2. Alat ........................................................................................................................................32

3.3. Gambar Rangkaian Alat ........................................................................................................33

3.4. Prosedur Penelitian ...............................................................................................................34

3.4.1. Uji Aktivitas Enzim .................................................................................................35

3.4.2. Penentuan Waktu Optimum Likuifikasi ..................................................................36

3.4.3. Tahap Likuifikasi .....................................................................................................37

3.4.4. Tahap Sakarifikasi ...................................................................................................38

viii

3.5. Rancangan Percobaan ...........................................................................................................39

3.5.1. Rancangan Percobaan Likuifikasi ............................................................................39

3.5.2. Rancangan Percobaan Sakarifikasi ..........................................................................39

3.5.3. Analisis Varian Penelitian ........................................................................................40

3.6. Metode Analisis ....................................................................................................................41

3.7. Lokasi dan Jadwal Kerja Penelitian ......................................................................................42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Uji Aktivitas Enzim ..................................................................................................................... 43

4.2 Penentuan Waktu Optimum Likuifikasi ................................................................................... 45

4.3 Gelatinisasi ................................................................................................................................... 46

4.4 Tahap Likuifikasi ......................................................................................................................... 47

4.5 Tahap Sakarifikasi ....................................................................................................................... 51

4.6 Proses Analisa Metode Lane-Eyon ............................................................................................ 55

4.7 Kurva Standar Glukosa Menggunakan HPLC .......................................................................... 56

4.8 Kadar Pati Tepung Singkong Menggunakan HPLC ................................................................. 57

4.9 Kadar Glukosa Perolehan Biosirup Menggunakan HPLC ......................................................... 57

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Khusus ..................................................................................................................... 60

5.2 Saran ............................................................................................................................................. 60

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 61

LAMPIRAN A ...................................................................................................................................... 65

LAMPIRAN B ...................................................................................................................................... 72

LAMPIRAN C ...................................................................................................................................... 77

LAMPIRAN D ...................................................................................................................................... 83

LAMPIRAN E ..................................................................................................................................... 106

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tanaman singkong ..................................................................................... 7

Gambar 2.2 Struktur dekstrin.......................................................................................... 13

Gambar 2.3 Struktur monosakarida ............................................................................... 15

Gambar 2.4 Struktur glukosa ......................................................................................... 15

Gambar 2.5 Struktur sukrosa, maltosa, dan laktosa ....................................................... 16

Gambar 2.6 Sturktur amilosa .......................................................................................... 17

Gambar 2.7 Struktur amilopektin .................................................................................. 18

Gambar 2.8 Pengaruh konsentrasi enzim dan substrat terhadap aktifitas enzim ............ 24

Gambar 2.9 Pengaruh temperatur terhadap aktifitas enzim ........................................... 24

Gambar 2.10 Pengaruh pH terhadap aktifitas enzim ....................................................... 25

Gambar 3.1 Gambar rangkaian alat likuifikasi .............................................................. 33

Gambar 3.2 Gambar rangkaian alat sakarifikasi ............................................................. 33

Gambar 3.3 Diagram alir proses prosedur penelitian .................................................... 34

Gambar 3.7 Diagram alir proses uji aktivitas enzim α-amilase ...................................... 35

Gambar 3.4 Diagram alir proses uji aktivitas enzim glukoamilase ............................... 35

Gambar 3.5 Diagram alir proses penentuan waktu optimum likuifikasi ....................... 36

Gambar 3.6 Diagram alir proses likuifikasi tepung singkong ....................................... 37

Gambar 3.7 Diagram alir proses sakarifikasi menghasilkan biosirup ........................... 38

Gambar 4.1 Kurva standar glukosa metode Nelson-Somogyi ........................................ 43

Gambar 4.2 Perbandingan aktivitas enzim α-amilase dan glukoamilase ....................... 44

Gambar 4.3 Nilai gula pereduksi pada variasi waktu likuifikasi .................................... 45

Gambar 4.4 Persamaan reaksi likuifikasi pati menghasilkan gula pereduksi ................. 46

Gambar 4.5 Larutan pati sebelum (kiri) dan setelah (kanan) proses gelatinisasi ........... 47

Gambar 4.6 Pengaruh konsentrasi tepung singkong dan α-ammilase terhadap nilai

gula pereduksi ............................................................................................. 48

Gambar 4.7 Pengaruh gula pereduksi awal dan glukoamilase terhadap nilai

gula pereduksi biosirup .............................................................................. 52

Gambar 4.8 Perubahan warna larutan sebelum (kiri) dan setelah (kanan) titrasi ........... 55

Gambar 4.9 Kurva standar glukosa menggunakan HPLC .............................................. 56

x

Gambar 4.10 Pengaruh konsentrasi tepung singkong, α-amilase, dan glukoamilase

terhadap kadar glukosa perolehan biosirup menggunakan HPLC .............. 58

Gambar A.1 Diagram alir proses pembuatan kurva standar glukosa .............................. 65

Gambar A.2 Diagram alir proses analisis kadar pati tepung singkong menggunakan

instrumen HPLC ......................................................................................... 66

Gambar A.3 Diagram alir proses analisis glukosa pada biosirup melalui uji Fehling .... 67

Gambar A.4 Diagram alir proses analisis nilai gula pereduksi metode Lane-Eynon ...... 68

Gambar A.5 Diagram alir proses analisis kadar glukosa perolehan biosirup

menggunakan instrumen HPLC .................................................................. 69

Gambar A.6 Diagram alir proses pembuatan kurva standar glukosa metode

Nelson Somogyi ......................................................................................... 70

Gambar A.7 Diagram alir proses analisis gula pereduksi metode Nelson-Somogyi ....... 71

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data impor glukosa tahun 2010-2015 .................................................... 1

Tabel 1.2 Data produksi singkong Indonesia ........................................................ 2

Tabel 2.1 Klasifikasi tanaman singkong ............................................................... 7

Tabel 2.2 Komposisi singkong per 100 gram ....................................................... 8

Tabel 2.3 Syarat mutu tepung singkong menurut SNI 01-2997-1992 .................. 10

Tabel 2.4 Kandungan gizi tepung singkong .......................................................... 11

Tabel 2.5 Standar mutu sirup glukosa menurut SNI 01-2978-1992 ..................... 12

Tabel 2.6 Sifat-sifat mutu dekstrin....................................................................... 13

Tabel 2.7 Perbedaan hidrolisis enzimatik dan asam ............................................ 18

Tabel 3.1 Pengaruh konsentrasi tepung singkong dan konsentrasi enzim

α-amilase terhadap perolehan gula pereduksi pada kondisi

suhu 80oC dan pH 6 ............................................................................ 39

Tabel 3.2 Pengaruh konsentrasi α-amilase dan konsentrasi glukoamilase

terhadap perolehan gula pereduksi pada kondisi suhu 60oC dan

pH 4 ..................................................................................................... 40

Tabel 3.3 Analisis varian rancangan percobaan penelitian dua variabel ............. 40

Tabel 3.4 Rencana kerja penelitian ..................................................................... 42

Tabel 4.1 Uji aktivitas enzim α-amilase dan glukoamilase ................................. 44

Tabel 4.2 Pengaruh konsentrasi tepung singkong dan α-amilase terhadap

perolehan gula pereduksi pada 80oC pH 6 .......................................... 48

Tabel 4.3 Tabel ANOVA rancangan analisis eksperimen likuifikasi ................. 50

Tabel 4.4 LSD rancangan eksperimen likuifikasi ............................................... 51

Tabel 4.5 Pengaruh konsentrasi α-amilase dan glukoamilase terhadap

perolehan gula pereduksi biosirup pada 60oC dan pH 4 ..................... 52

Tabel 4.6 Tabel ANOVA rancangan analisis eksperimen sakarifikasi ............... 54

Tabel 4.7 LSD rancangan eksperimen sakarifikasi.............................................. 54

Tabel 4.8 Data perolehan kadar glukosa pada produk biosirup ........................... 58

xii

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan 2.1 Reaksi hidrolisis pati menjadi glukosa .................................................... 11

Persamaan 2.2 Reaksi hidrolisis pembuatan glukosa ...................................................... 19

Persamaan 2.3 Reaksi hidrolisis pati dengan penambahan katalisator asam HCl ........... 19

Persamaan 2.4 Reaksi penetralan hidrolisis pati dengan NaOH ...................................... 19

Persamaan 2.5 Reaksi likuifikasi pati menjadi dekstrin .................................................. 22

Persamaan 2.6 Reaksi sakarifikasi dekstrin menjadi glukosa .......................................... 23

Persamaan 3.1 Persamaan matematika faktor koreksi rancangan percobaan 2

variabel .................................................................................................... 41

Persamaan 3.2 Persamaan matematika perlakuan variabel A rancangan percobaan 2

variabel .................................................................................................... 41

Persamaan 3.3 Persamaan matematika perlakuan variabel B rancangan percobaan 2

variabel .................................................................................................... 41

Persamaan 3.4 Persamaan matematika perlakuan variabel A dan B rancangan

percobaan 2 variabel ............................................................................... 41

Persamaan 3.5 Persamaan matematika perlakuan variabel error rancangan

percobaan 2 variabel ............................................................................... 41

Persamaan 3.6 Persamaan matematika perlakuan variabel total rancangan

percobaan 2 variabel ............................................................................... 41

Persamaan 3.7 Persamaan LSD rancangan percobaan ................................................... 41

xiii

INTISARI

Gula memiliki peran penting dalam kehidupan bermasyarakat, yaitu salah satunya

sebagai bahan dasar pemanis. Permintaan gula yang tidak setimbang dengan daya produksi gula

membuat tingkat impor gula dan produksi pemanis buatan yang membahayakan konsumen terus

meningkat. Permasalahan ini menjadi salah satu dasar pemikiran dalam membuat pemanis alami

dengan daya pemanis yang tinggi dan tidak membahayakan konsumen yaitu biosirup dari bahan

baku nabati singkong. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh dari interaksi

konsentrasi tepung singkong, enzim α-amilase, dan enzim glukoamilase terhadap kadar glukosa

pada perolehan biosirup. Manfaat penelitian adalah menambahkan pengetahuan mengenai

hidrolisis secara enzimatis tepung singkong dengan parameter konsentrasi tepung singkong,

enzim α-amilase, dan enzim glukoamilase yang tepat untuk mendapatkan perolehan biosirup

dengan kadar glukosa optimal, mengurangi impor glukosa Indonesia, dan juga mengurangi

konsumsi pemanis buatan yang dapat membahayakan konsumen.

Metode penelitian yang dilakukan adalah hidrolisis larutan tepung singkong secara

enzimatis yang terdiri tahap likuifikasi dan tahap sakarifikasi. Larutan tepung singkong tersebut

dibuat dengan melarutkan tepung singkong dan akuades pada variasi konsentrasi 20, 40, 60%

(g/mL). Tahap likuifikasi dilakukan melalui penambahan enzim α-amilase dengan variasi

konsentrasi 5; 5,5; 6 mg/g tepung singkong. Temperatur proses likuifikasi dijaga pada 80oC dan

pH 6 selama 2 jam. Tahap sakarifikasi dilakukan melalaui penambahkan enzim glukoamilase

dengan variasi konsentrasi 5; 5,5; 6 mg/g tepung singkong. Temperatur proses sakarifikasi dijaga

pada 60oC dan pH 4 selama 24 jam. Uji aktivitas enzim α-amilase dan enzim glukoamilase

dilakukan untuk menentukan aktivitas enzim selama proses hidrolisis. Perolehan biosirup yang

dihasilkan melalui tahap likuifikasi dan sakarifikasi dianalisa dengan menggunakan instrumen

High Performance Liquid Chromatography (HPLC) dan metode Lane-Eynon untuk mengetahui

interaksi dari konsentrasi tepung singkong, enzim enzim α-amilase, dan enzim glukoamilase

yang dapat menghasilkan biosirup dengan gula pereduksi optimum.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa, pada tingkat kepercayaan 95%, konsentrasi

tepung singkong, enzim α-amilase, dan enzim glukoamilase memberikan pengaruh terhadap gula

pereduksi perolehan biosirup serta terdapat interaksi antara variabel konsentrasi tepung

singkong, enzim α-amilase, dan enzim glukoamilase terhadap gula pereduksi perolehan biosirup.

Perolehan gula pereduksi yang tertinggi pada biosirup adalah sebesar 25,76% dengan perlakuan

konsentrasi tepung singkong 60% (g/mL), enzim α-amilase 6 mg/g tepung singkong dan

glukoamilase 6 mg/g tepung singkong.

Kata kunci: tepung singkong, enzim α-amilase, enzim glukoamilase, gula pereduksi, biosirup

xiv

ABSTRACT

Sugar has an important role in the life of society, one of them serve as a basic ingredient

sweetener. The lack of sugar production compared to sugar’s demand in Indonesia makes the

level of sugar imports and artificial sweetener productions that endanger consumers continue to

increase. To overcome those issues, a cassava plant-based natural sweetener with high

sweetening power and does not endanger the consumers are favored. Research Proposed in

order to learn the effect of interaction between cassava flour concentration, α-amylase enzyme,

and glucoamylase enzyme to glucose level on biosyrup. Moreover, the Research Benefits are to

gain more knowledge about enzymatic hydrolysis of cassava flour with appropriate parameters

of cassava flour concentration, α-amylase enzyme, and glucoamylase enzyme to obtain biosyrup

with an optimum glucose level, reduce Indonesian glucose import, and reduce artificial

sweetener consumption.

The Research Method is enzymatic hydrolysis of cassava flour solution consisting of

liquefaction and saccharification stage. The cassava flour solution was made by dissolving

cassava flour and distilled water with various concentration 20, 40, 60 w/v. Liquefaction stage is

completed through the addition of enzyme α-amylase with various concentrations of 5, 5.5, 6

miligrams/ gram cassava flour. The temperature of the liquefaction process is maintained at 80oC

and pH 6 for 2 hours. The saccharification stage is completed by adding glucoamylase enzyme

with various concentrations of 5, 5.5, 6 miligrams/gram cassava flour. The temperature of the

saccharification process is maintained at 60 ° C and pH 4 for 24 hours .The test of enzyme

activity for both α-amylase and glucoamylase were conducted to determine the enzyme’s activity

for the hydrolysis process. Acquisition of biosyrup generated through the liquefaction and

saccharification stage analyzed by using High Performance Liquid Chromatography (HPLC)

instrument and Lane-Eynon method to know the interaction between cassava flour concentration,

enzyme α-amylase enzyme and glucoamylase enzyme that can produce biosyrup with an

optimum reducing sugar.

The Results showed that, at 95% of confidence level, the concentration of cassava flour,

α-amylase enzyme, and glucoamylase enzyme had an effect on reducing sugar level of bio-syrup.

Moreover, there are interaction between cassava flour concentration, α-amylase enzyme and

glucoamylase enzyme variable to reducing sugar level of bio-syrup. The highest yield of

reducing sugar in bio-syrup is 25,76% with 60% (w/v) of cassava flour concentration, 6 mg α-

amylase enzyme /g of cassava flour and 6 mg glucoamylase enzyme /g of cassava flour.

Key words: Cassava flour, α-amylase, glucoamylase, reducing sugar, biosyrup

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gula merupakan bahan pokok yang sejak dahulu telah digunakan sebagai pemanis makanan

maupun minuman. Di Indonesia, pertumbuhan jumlah penduduk yang semakin bertambah dari

tahun ke tahun membuat kebutuhan gula di Indonesia semakin meningkat. Produksi gula utama

di Indonesia adalah berasal dari tanaman tebu. Masih kurangnya jangkauan pemerintah atas

varietas unggul bagi petani-petani untuk menanam tebu dan juga masih terbatasnya lahan area

tanam yang disediakan oleh pemerintah membuat tingkat produksi gula di Indonesia belum dapat

mencukupi permintaan masyarakat. Untuk memenuhi kebutuhan gula di Indonesia, pemerintah

Indonesia telah mengupayakan beberapa usaha antara lain dengan melakukan kegiatan impor

gula. Data impor gula di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Data impor glukosa tahun 2010-2015[1]

Tahun Bobot (ton)

2010 1.400.000

2011 2.300.000

2012 2.700.000

2013 2.900.000

2014 3.300.000

2015 2.600.000

Beberapa upaya lain telah dilakukan untuk memenuhi kebutuhan gula di Indonesia, yaitu

pembuatan pemanis buatan seperti sakarin dan siklamat yang telah banyak dikonsumsi oleh

masyarakat luas. Penggunaan gula jenis sakarin dan siklamat sebagai pemanis ini menyebabkan

efek yang kurang baik bagi kesehatan. Oleh sebab itu, perlu diupayakan pemanis alami yang

memiliki tingkat kemanisan sama dengan pemanis buatan tersebut, tetapi memiliki sifat yang

2

tidak membahayakan konsumen dan dapat diproduksi secara ekonomis, serta dapat diproduksi

dalam skala besar.

Gula high fructose sugar (HFS) merupakan salah satu gula alami berbahan dasar gula nabati

yang diperoleh melalui konversi parsial biosirup (sirup glukosa). Gula HFS memiliki tingkat

kemanisan yang tinggi dan sudah banyak digunakan dalam industri-industri makanan dan

minuman di dunia. Di Indonesia, gula high fructose sugar (HFS) belum dapat dikembangkan dan

dimanfaatkan sepenuhnya sebagai produk pemanis dikarenakan masih kurangnya pengetahuan

teknologi proses di Indonesia dan juga harga enzim yang relatif mahal dalam proses pembuatan

gula tersebut. Gula high fructose sugar (HFS) memiliki daya pemanis 1,8 kali lebih tinggi jika

dibandingkan dengan sirup sukrosa dan 2,5 kali lebih tinggi jika dibandingkan dengan sirup

glukosa. Gula high fructose sugar (HFS) ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan

pemanis buatan lainnya yaitu memiliki daya pemanis yang lebih tinggi dengan harganya yang

lebih murah. Pati nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan gula high fructose

sugar (HFS) diantaranya adalah singkong, ubi jalar, dan jagung.

Tanaman singkong merupakan tanaman pangan yang dibudidayakan dan jumlahnya

melimpah di Indonesia. Singkong merupakan sumber hasil pertanian terbesar setelah padi dan

jagung serta merupakan sumber karbohidrat yang utama untuk industri pangan di Indonesia.

Data statistik produksi singkong di Indonesia disajikan pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2 Data produksi singkong Indonesia[2]

Tahun Produksi Singkong (Ton)

2010 23.918.118

2011 24.044.025

2012 24.177.372

2013 23.936.921

2014 23.436.384

2015 21.801.415

Tingkat pemanfaatan singkong di Indonesia masih terbatas hanya menjadi tepung singkong

dan bahan baku pangan. Oleh sebab itu, pemanfaatan singkong sebagai bahan baku pangan

membutuhkan pengembangan lebih lanjut untuk dapat menjadi sebuah nilai yang lebih tinggi

yaitu contohnya gula high fructose glucose (HFS). Pemanfaatan singkong menjadi pemanis

3

tingkat tinggi didasarkan pada kandungan karbohidrat atau pati yang tinggi didalam singkong.

Selain itu, keunggulan singkong dibandingkan dengan komoditas tanaman pangan lainnya adalah

kandungan gizinya yang lebih tinggi, harga pembudidayaan nya yang tergolong rendah, dan

teknologi pengolahannya yang relatif murah dan sudah tersedia.

Sumber dari singkong yang melimpah dengan didukung oleh penelitian dan kemajuan

teknologi dapat menjadikan peluang bagi industri pembuatan gula high fructose sugar (HFS) di

Indonesia.Selain itu, pemanfaatan singkong sebagai bahan baku pembuatan gula high fructose

sugar (HFS) dapat menjadi peluang untuk memajukan ekonomi Indonesia dan tentunya akan

memacu generasi-generasi muda khususnya peneliti atau ilmuwan untuk terus berinovasi

memajukan kualitas produk pangan, mengefisiensikan penggunaan sumber daya, dan juga

memajukan teknologi.

1.2 Pembatasan Penelitian

Proses pembentukan gula high fructose sugar (HFS) dilakukan melalui tiga tahap yaitu tahap

likuifikasi menghasilkan dekstrin, tahap sakarifikasi menghasilkan biosirup (sirup glukosa), dan

tahap isomerasi menghasilkan gula high fructose sugar (HFS). Namun, penelitian hanya terbatas

sampai pada tahap penghasilan biosirup (sirup glukosa) yaitu pada tahap sakarifikasi.

1.3 Teknologi Proses

Biosirup merupakan campuran larutan gula yang tersusun dari glukosa, maltosa, dan polimer

glukosa. Biosirup tersebut dapat terbentuk melalui proses hidrolisis pati singkong secara

enzimatis yang terbagi menjadi dua tahap yaitu likuifikasi dan sakarifikasi. Proses hidrolisis

secara enzimatis dapat bekerja pada temperatur dan pH yang rendah, menghasilkan produk

spesifik, menghasilkan produk samping yang sedikit, dan produk yang dihasilkan lebih murni.

Faktor-faktor dan kondisi operasi yang mempengaruhi proses hidrolisis enzimatis adalah

temperatur, pH, konsentrasi enzim, serta konsentrasi substrat yang digunakan.

Enzim yang akan digunakan dalam tahap likuifikasi adalah enzim α-amilase yang akan

memecah ikatan 1,4 α-glukosida pada pati dan akan menghasilkan dekstrin. Tahap likuifikasi

dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi tepung singkong yaitu 20,40,60% (g/mL)[3]

dan

4

konsentrasi enzim α-amilase 5; 5,5; 6 mg/g tepung singkong [4]

pada temperatur 80oC

[5] dan pH 6

(6). Variabel-variabel yang diteliti dalam perolehan dekstrin pada tahap likuifikasi adalah :

1. Konsentrasi tepung singkong yang digunakan adalah 20,40,60% (g/mL) [3]

.

2. Konsentrasi enzim α-amilase yang digunakan adalah 5; 5,5; 6 mg/g tepung singkong [4]

.

Perolehan dekstrin optimum dari tahap penelitian pendahuluan dilanjutkan dengan tahap

sakarifikasi. Enzim yang akan digunakan dalam proses sakarifikasi adalah enzim glukoamilase

yang akan mengkonversi dekstrin menjadi biosirup yang mengandung glukosa, maltosa, dan

polimer glukosa. Tahap sakarifikasi dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi enzim

glukoamilase 5; 5,5; 6 mg/g tepung singkong [4]

pada temperatur 60oC

[4] dan pH 4

[6]. Variabel-

variabel yang diteliti dalam perolehan biosirup pada tahap sakarifikasi adalah :

3. Konsentrasi enzim α-amilase yang digunakan adalah 5; 5,5; 6 mg/g tepung singkong [4]

.

1.4 Tema Sentral Masalah

Ketidakpastian dan ketidakseragaman variabel konsentrasi substrat tepung singkong dan

konsentrasi enzim alfa-amilase pada tahap likuifikasi, serta konsentrasi enzim glukoamilase pada

tahap sakarifikasi direfleksikan oleh kurangnya landasan teori yang lengkap tentang likuifaksi

serta sakarifikasi dan hal ini masih dialami oleh hampir seluruh industri pembuatan biosirup

berbasis tepung singkong.

1.5 Identifikasi Masalah

Masalah-masalah yang timbul dalam pembuatan biosirup pada tahap likuifaksi dan

sakarifikasi dengan bahan baku tepung singkong adalah:

1. Bagaimana pengaruh konsentrasi tepung singkong terhadap gula pereduksi pada

perolehan biosirup?

2. Bagaimana pengaruh konsentrasi enzim α-amilase terhadap gula pereduksi pada

perolehan biosirup?

3. Bagaimana pengaruh konsentrasi enzim glukoamilase terhadap gula pereduksi pada

perolehan biosirup?

5

4. Adakah interaksi antara variabel konsentrasi tepung singkong, enzim α-amilase, dan

enzim glukoamilase terhadap gula pereduksi perolehan biosirup?

1.6 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui pengaruh konsentrasi singkong terhadap gula pereduksi pada perolehan

biosirup.

2. Mengetahui pengaruh konsentrasi enzim α-amilase terhadap gula pereduksi pada

perolehan biosirup.

3. Mengetahui pengaruh konsentrasi enzim glukoamilase terhadap gula pereduksi pada

perolehan biosirup.

4. Mengetahui ada atau tidak adanya interaksi antara variabel konsentrasi tepung

singkong, enzim α-amilase, dan enzim glukoamilase terhadap gula pereduksi pada

perolehan biosirup.

1.7 Premis Penelitian

1. Konsentrasi tepung singkong yang digunakan pada tahap likuifikasi adalah 10-60 b

/v [3]

,

10-35%b/v

[7] , 20-50%

b/v

[8].

2. Konsentrasi enzim α-amilase yang digunakan pada tahap likuifikasi tepung singkong

adalah 0,25-0,75 mL/50mL pati [4]

, 0,5-0,6kg/ton tepung kering [7]

, 0,6-0,8%b pati

[8].

3. Suhu gelatinisasi pati yang akan digunakan pada tahap likuifikasi tepung singkong adalah

66oC

[3], 70

oC

[5], 75

oC

[6], dan 80

oC

[9].

4. Waktu gelatinisasi pati yang akan digunakan pada tahap likuifikasi tepung singkong

adalah 5 menit[9]

, 7,5 menit[5][6]

, 10 menit[3]

.

5. Suhu perlakuan optimum enzim α-amilase yang digunakan pada tahap likuifikasi adalah

45oC

[5], 70

oC

[6], 50

oC

[10], 75

[43],80

[44],90

[48],85

[49].

6. pH perlakuan optimum enzim α-amilase yang digunakan pada tahap likuifikasi adalah 6

[6][10] 6-6,5

[7]. 6,5

[48], 5,5-6

[49].

7. Waktu likuifikasi pati yang digunakan adalah 45 menit[48]

, 1jam[49]

, 2 jam[7][44]

, 3 jam[4]

.

8. Konsentrasi enzim glukosa amilase yang digunakan pada tahap sakarifikasi dekstrin

adalah 0,25-0,75 mL/50mL pati [4]

, 0,4-0,6 b pati

[8].

6

9. Suhu perlakuan optimum enzim glukoamilase yang digunakan pada tahap sakarifikasi

adalah 60oC

[4], 55-65

[6], 50-60

oC

[8], 55-60

[48], 30-37

[49].

10. pH perlakuan optimum enzim glukoamilase yang digunakan pada tahap sakarifikasi

adalah 4-4,5 [4]

, 4-5 [6]

, 4,5 [8]

. 4,5-5[43]

, 4-5,5[49]

.

11. Waktu sakarifikasi pati yang digunakan adalah 24 jam[6]

, 48 jam[8]

, 76 jam[49]

.

1.8 Hipotesis Penelitian

1. Semakin tinggi konsentrasi tepung singkong, maka perolehan gula pereduksi pada

biosirup akan semakin tinggi.

2. Semakin tinggi konsentrasi enzim α-amilase pada tahap likuifikasi, maka perolehan gula

pereduksi pada biosirup akan semakin tinggi.

3. Semakin tinggi konsentrasi enzim glukoamilase pada tahap sakarifikasi, maka perolehan

gula pereduksi pada biosirup akan semakin tinggi.

4. Terdapat interaksi antara variabel konsentrasi tepung singkong, enzim α-amilase, dan

enzim glukoa terhadap perolehan gula pereduksi pada biosirup.

1.9 Manfaat Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan harapan agar bermanfaat untuk :

Peneliti

Menjadikan dasar ilmu pengetahuan bagi penelitian-penelitian selanjutnya mengenai

pembuata biosirup berbahan dasar tepung singkong dengan metode hidrolisis enzimatis.

Industri

Menjadi dasar pengembangan teknologi pada proses pembuatan biosirup pada skala

industri agar menjadi lebih produktif, ekonomis, dan memiliki nilai jual tinggi.

Pemerintah

Memberikan dasar pengetahuan terhadap parameter konsentrasi tepung singkong dan

konsentrasi enzim dalam proses pembuatan biosirup yang sesuai dengan Standar

Nasional Indonesia (SNI) dan mengurangi impor glukosa yang masih tinggi.